DE1648901B1 - Vervahren und vorrichtung zur bstimmung von spaltbarem material in proben z.b in kernbrennstoffelementen - Google Patents
Vervahren und vorrichtung zur bstimmung von spaltbarem material in proben z.b in kernbrennstoffelementenInfo
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Description
spaltung herrührende Effekte für eine Analyse auszunutzen, geht die Erfindung gerade den umgekehrten
Weg, indem nämlich dieses Spaltspektrum für die Auswertung weitgehend unterdrückt bzw. bei geeigneter
Meßmethode praktisch völlig eliminiert wird. Die Einzelvorteile der Erfindung lassen sich etwa
wie folgt zusammenfassen:
a) Die einzelnen, in Frage kommenden Nuklide zeigen sehr scharfe charakteristische übergänge
mit geringer Liniendichte;
b) es können alle Isotope sowohl des Urans als auch des Plutoniums genau erfaßt werden;
c) durch geeignete Auswahl der Neutronenenergie läßt sich eine hinreichende Transparenz des
Meßverfahrens gewährleisten; die Absorption der hochenergetischen Einfangsstrahlung ist sehr
gering (15 bis 20 barn/Atom);
d) Unsicherheiten durch Legierungsanteile werden praktisch ausgeschlossen. Eventuelle Zusätze zum
Kernbrennstoff können in vielen Fällen nachgewiesen werden. Das Kernbrennstoffelementhüllmaterial
hat praktisch keinen Einfluß auf die Analyse;
e) die -/-Quellstärke ist unabhängig von den Halbwertszeiten
und wird bei vorgegebener Neutronenintensität nur durch die Wirkungsquerschnitte
und den Isotopengehalt bestimmt. Die Einfangsquerschnitte der wichtigsten Nuklide
sind von der gleichen Größenordnung. Der relativ niedrige Einfangsquerschnitt des Urans
238 wirkt sich vorteilhaft bei der Analyse schwach angereicherter Kernbrennstoffe aus;
f) es lassen sich hohe, gut meßbare y-Quellstärken
erzielen.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung sowie vorteilhafte
Ausbildungen von Verfahren und Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles mittels einer Zeichnung und einer Tabelle im
folgenden näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Meßanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 ein Spaltspektrum.
Bestrahlt man eine zu untersuchende Probe 1 (s. Fig. 1) mit thermischen oder annähernd thermischen
Neutronen (Pfeil A), so· wird ein Teil dieser Neutronen entsprechend den einzelnen Wirkungsquerschnitten von den Atomkernen in der Probe 1
eingefangen. Die entstehenden Zwischenkerne sind mit der jeweiligen Bindungsenergie angeregt, die etwa
zwischen 4 und 11 MeV liegt. Sie wird prompt in Form einer charakteristischen Gammastrahlung abgegeben,
entweder durch einen direkten übergang in den Grundzustand oder durch zwei- und mehrstufige
Kaskaden. Die Abregung erfolgt bevorzugt durch elektrische Dipolstrahlung.
Da die Niveaudiente im unteren Anregungsbereich der Atomkerne gering ist und zudem nur einige der
Zustände die Parität- und Drehimpuls-Auswahlregeln für elektrische Dipolstrahlung vom Einfangszustand
erfüllen, zeigt das (n, y)-Spektrum im oberen Energiebereich eine sehr einfache Struktur, obwohl im gesamten
Spektrum mit modernen Hilfsmitteln pro Nuklid 100 oder mehr y-Ubergänge nachgewiesen
werden können. Liegt ein Isotopengemisch vor, so verwendet man daher zweckmäßig den oberen Energiebereich
für eine Analyse. Die einzelnen Isotope werden dabei identifiziert durch die Energie der beobachteten
übergänge; die Lichtintensität ist ein Maß für die Zahl der in der Probe 1 vorhandenen Kerne
des betreffenden Nuklids. Die Analyse hochenergetischer Gammastrahlung bereitet bei Verwendung von
Halbleiterzählern keine Schwierigkeiten, z. B. Lithium-gedriftete Germaniumdetektoren 5 sind bezüglich
Energieauflösung wie auch Ansprechwahrscheinlichkeit allen anderen zur Zeit bekannten Spektrometern
überlegen.
Diese prompte Gammastrahlung kann daher in vielen Fällen für eine sehr genaue qualitative und
quantitative Analyse der so bestrahlten Probe herangezogen werden.
Der kollimierte Neutronenstrahl (Pfeil A) trifft im Zentrum der Anordnung auf das zu untersuchende
Kernbrennstoffelement 1 auf, das in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene eingefahren ist. Eine
Neutronenabschirmung (z. B. aus Li 6 in Form eines Hydrids oder Karbonats), mit der der Kanal 2 für die
niederenergetischen Neutronen ausgekleidet ist, verhindert das Eindringen primärer oder gestreuter
langsamer Neutronen in den Neutronendetektor 3, 4 und den Gammazähler 5. Die von der Kernspaltung
herrührenden schnellen Neutronen ns werden in 4.-r-Geometrie nachgewiesen, während die vorgefilterten
y-Impulse im wesentlichen senkrecht zur Achse
des Kanals 2 ausgeblendet und gemessen werden.
Hierzu sind kugelsymmetrisch um die Meßzone des Kernbrennstoffelements 1 eine Bleiabschirmung 6 und
ein Flüssigkeitsszintillator 4 angeordnet. Am Außenumfang des Szintillatortanks sind mehrere Photomultiplier
3 angebracht, die bezüglich des Auswerte-Instruments (nicht dargestellt) in Antikoinzidenz zu
dem y-Zähler 5 geschaltet sind.
Der y-Zähler 5 ist seitlich noch mit einem Bleikörper
7 abgeschirmt und empfängt daher im wesentlichen nur die gefilterte y-Strahlung vom Kernbrennstoff
element 1.
Die z. B. monoenergetischen Neutronen in dem hier interessierenden, unteren Energiebereich können in
bekannter Weise von einem Prüfreaktor, einem Neutronengenerator oder einer sonstigen geeigneten Neutronenquelle
bezogen werden. Die Anforderungen an die Energiehomogenität sind dabei nicht hoch.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden noch einige quantitative Angaben gemacht:
Die wichtigsten Daten für die Uran- und Plutonium-Isotope sind in der Tabelle zusammengestellt.
1. Die energiereichsten charakteristischen y-Ubergänge
liegen im Energiebereich von etwa 4 bis 6,5 MeV. Bei positiver Parität des Compoundzustandes
führt der energiereichste elektrische Dipolübergang zur Oktupolschwingungsbande des Produktkerns. Für negative Parität ist
El-Strahlung zur Grundzustandrotationsbande zu erwarten.
2. Für diese Energien liegt nach F i g. 2 [1,2] die Zahl der Photonen pro MeV und Spaltprozeß
zwischen 10"1 und 5 χ 10~3.
3. Erhöht man die Neutronenenergie von thermischen Werten auf etwa 0,1 eV, so wird nicht
nur durch die Erniedrigung der Wirkungsquerschnitte die Transparenz erhöht, sondern es
kann für Pu-haltige Kernbrennstoffelemente auch das Verhältnis σ,,,,/σ^ günstig beeinflußt werden.
Für die zu erwartenden Zahlraten und Meßdauern wird beispielsweise eine Kernbrennstoffelementplatte
bestehend aus 15% Pu239O2 und 85% U238O2 zugrunde
gelegt. Die Dicke der Platte sei 6 mm. Die theoretische Dichte für das oxydische Gemisch beträgt
11,2 g/cm"3. Der in praxi erreichte Wert liege
bei 85%. Der verfügbare Neutronenfluß sei 10"7n/
cm^sec'1. Die Neutronenenergie betrage 0,1 eV. Pu239 ist. Man erhält
Werden 10 cm2 der Kernbrennstoffelementplatte bestrahlt, so treffen pro Sekunde N0 = 108 Neutronen
auf die Platte auf. Davon werden
Die Zahl der Spaltungen berechnet sich zu
wenn zf9 der makroskopische Spaltquerschnitt für
N = N0(I-(T Σ'ά)
JV7 = 4,70 χ
Für die (n, y)-Prozesse gilt
Für die (n, y)-Prozesse gilt
107 see"1
Neutronen absorbiert. Dabei ist Σα = Σ2?9 + Σψ
der totale makroskopische Absorptionsquerschnitt und d die Dicke der Platte. Der Einfluß des Sauerstoffs
kann vernachlässigt werden. Mit der Tabelle ergibt sich:
Σ?9= 2,226 cm-1
w239 —
N238 =
τ-239
20 Mit der Tabelle folgt
21238 _ 0,036 cm"1
N = 7,42 χ 107 see"1
N = 7,42 χ 107 see"1
= 2,61 χ 107 see"
Nf1? = 1,19 χ 106 see
Neutroneneinfang | a„y | [barn] | 0,094 | 2,51 | in Uran- und | Jr | Plutonium-Isotopen" | J, | [keV] | J. | E | a„y | „ = 0,1 eV | ny/ nf | |
Thermische Neutronen'1 | [barn] | 525,9 | oo | — | [barn] | 1V | |||||||||
Isotop | 49,4 | — | 0,175 | 2,44 | [keV]< | 3/2+ | Jc | O+ | [barn] | ||||||
95 | 578,3 | OO | — | O+ | 7/2- | 0,17 | |||||||||
U233 | 100,9 | — | oo | — | 6783 | 7/2- | 0+ | 150 | 4+ | 50 | |||||
U234 | 6 | — | 0,358 | 2,88 | 5267 | 0+ | 1/2+ | (1/2+) | 250 | oo | |||||
U235 | 2,73 | 743,1 | >2500 | 6467 | 0+ | (4") | ~2 | 0,6" | |||||||
TJ236 | 265,8 | <0,l | (0,39) | 3,00 | 5304 | 1/2+ | 1/2+ | 0+ | 597 | (1~) | 250 | — | |||
U238 | 250 | 950 | >95 | 4784 | 0+ | 1/2+ | 5/2+ | 150 | 450 | 0,5 | |||||
Pu239 | 425 | <0,2 | 6455 | 5/2+ | O+) | 0+ | 300 | ||||||||
Pu240 | 19 | 5412 | 0+ | 1/2+ | 600 | ||||||||||
Pu241 | 6219 | ||||||||||||||
Pu242 | 5047 | 1/2+ | |||||||||||||
" In der Tabelle bedeutet
(7„j, = Wirkungsquerschnitt für die («, y)-Reaktion.
<V/ = Spaltquerschnitt,
τ = Spaltneutronen pro Spaltung.
τ = Spaltneutronen pro Spaltung.
EB = Bindungsenergie des Neutrons.
Jn Jc, Jp = Spin des Targetkerns, des Compoundkerns und des Produktkerns im Grundzustand.
Jn Jc, Jp = Spin des Targetkerns, des Compoundkerns und des Produktkerns im Grundzustand.
B1n ja = Anregungsenergie bzw. Spin des ersten Zustandes, der durch El-Strahlung bevölkert werden kann,
"siehe ρ], [4], [5].
• siehe Systematik der schweren Elemente [6].
d siehe [4].
d siehe [4].
Die Gesamtzahl der primären übergänge vom Einfangszustand
verteilt sich auf einen Energiebereich von maximal 6,5 MeV, so daß mindestens 0,05 Photonen
pro MeV und Einfangprozeß im Meßbereich emittiert werden. Die Zahl der ausnutzbaren übergänge
ist also
(TV239)' = 1,31 χ 106 sec"1 MeV"1
(N™)Det = 1,19 χ 102 sec"1 MeV
(jV238)' = 5,95 χ
Ist der Raumwinkel für den y-Detektor 2 χ 10~3,
so treffen pro see und MeV
CNf9Wi = 2,62 χ 103 sec"1 MeV"1
65 Photonen auf den Detektor auf.
Verwendet man einen Lithium-gedrifteten Germaniumzähler als hochauflösenden Detektor, so wird
die zweite Paarlinie zur Spektroskopie ausgenutzt. Für einen Zähler mit 12 mm Feldzone beträgt die
Wahrscheinlichkeit dafür, daß das einfallende γ- Quant durch Paareffekt absorbiert wird, das Positron-Elektron-Paar
seine gesamte Energie im Zähler verliert und beide Vernichtungsquanten den Detektor verlassen,
im Energiebereich von 4 bis 6,5 MeV etwa [7] 1,5 χ ΙΟ"2.
i 648
Die Peak-Zählraten sind Somit etwa
(NT?)Peak =
etwa 5 Minuten für Pu239
etwa 100 Minuten fiir U238.
Meßzeiten von der Größenordnung 1 h sind somit sicher verwirklichbar. Durch Optimalisierung des
Zählers und durch Verwendung von zwei oder mehr Detektoren in Verbindung mit einer modernen Datenverarbeitung
läßt sich unter Umständen noch eine Verkürzung dieser Zeiten erreichen. Eine wichtige
Beschränkung in der Geometrie stellt die bei vorgegebenem Auflösungsvermögen maximal zulässige
Zählrate im Detektor dar. Nimmt man für den Strahlungseinfang eine Multiplizität 4 an und berücksichtigt
man. daß bei der Spaltung im Mittel etwa 9 )'-Quanten emittiert werden, so treffen nach obiger
Berechnung ungefähr 106 Photonen pro Sekunde auf den Detektor auf. Ein beträchtlicher Teil dieser
Quanten ist niederenergetisch und kann durch einige Millimeter Blei weggefiltert werden. Dennoch sind
Gesamtzählraten von 105 cP oder mehr zu erwarten. Zählrateneffekte haben ihre Ursache überwiegend
in der Elektronik. Mit gegenwärtigen Techniken (Pole-zero-Kompensation, Anti-Pile-up-Diskriminatoren
und Gate-Methode) lassen sich Zählraten bis 105 cP ohne starke Verschlechterung des Energieauflösungsvermögens
verarbeiten [8].
Von besonderer Bedeutung ist die Abschätzung des Störeffekts durch das prompte Spaltspektrum. Nach
F i g. 2 ist die Zahl der Photonen pro MeV und Spaltung zwischen 4 und 5 MeV im Mittel etwa 0,05.
Nimmt man an, daß durch die Antikoinzidenz das Spaltspektrum um einen Faktor 20 reduziert wird, so
gilt in unserem Beispiel
(C)ft. . (2J3 χ 107)(5 χ KT2Kn^ ,„
(4,70 χ 107) (5 χ
2,5 Neutronen frei werden. Das bedeutet, daß eini
Nachweiswahrscheinlichkeit von etwa 70% für da: einzelne Neutron ausreicht, um ein Spaltereignis mi
95% Wahrscheinlichkeit festzustellen. Das theore tische Ansprechvermögen berechnet sich näherungs
weise zu
Für eine statistische Genauigkeit von 1% ergeben sich daraus Meßzeiten von
W= (1 - e"
IT""·1')
IO mit
L = Loschmidt-Zahl,
ρ = Dichte des Szintillator,
M = Molekulargewicht,
η = Zahl der Wasserstoffatome pro Molekül.
fis = Streuquerschnitt für Wasserstoff und
d = Dicke des Szintillator.
Für Pseudocumol (1,2,4-Trimethyl-benzol) gill
ü = 0,88 g cm"3, M = 120,2 und η = 12. Die mittlere
Energie der Spaltneutronen ist etwa 1,8 MeV. Dei Streuquerschnitt für Wasserstoff bei dieser Energie
ist 3 barn. Bei einer Dicke von 15 cm erhält mar somit eine theoretische Ansprechwahrscheinlichkeil
von etwa 90%. Nicht berücksichtigt sind dabei Zähl-Verluste durch die endliche Ansprechschwelle. Füi
diese Schwelle sind Werte von etwa 50 keV realisierbar. Eine Nachweiswahrscheinlichkeit von 70% ist
damit sicher zu erreichen. Die oben angegebene Reduktion des Spaltspektrums um einen Faktor 20
ist also ohne weiteres erreichbar.
Sofern die hochenergetischen übergänge vom Einfangzustand
nicht direkt zum Grundzustand führen, treten sie in Koinzidenz zu niederenergetischen Photonen
auf. Damit diese y-Quanten keine Antikoinzidenz auslösen, muß der Neutronendetektor durch
einige Zentimeter Blei abgeschirmt werden. Für 500-keV-Strahlung genügen etwa 4,2 cm, um eine
Abschwächung um zwei Größenordnungen zu erreichen. Unter Umständen kann die Abschirmung
auch dünner gehalten werden und ein Teil der bei der Kernspaltung im Mittel auftretenden (9 + 2)-Quanten
zusätzlich für die Antikoinzidenz ausgenutzt werden. Die mittlere Energie der prompten y-Strahlung
bei der Spaltung beträgt (1,0 ± 0,2) MeV. Für die schnellen Spaltneutronen ist die Bleiabschirmung ohne
besondere Bedeutung. Inelastische Streuung im Blei beeinträchtigt die Nachweiswahrscheinlichkeit im
Szintillator nicht merklich.
Da sich die Nutzzählrate in wenigen Peaks konzentriert, ermöglicht ein solches Verhältnis für jede denkbare
Struktur des Spaltspektrums eine sichere Analyse der Strahlungseinfänge.
Als Antikoinzidenz-Shield für die Spaltneutronen eignet sich am besten ein flüssiger, organischer
Szintillator. Da ein promptes Signal erforderlich ist, kann der Nachweis- nicht durch Abbremsung der
Neutronen mit nachfolgender Absorption in Bor erfolgen. Vielmehr müssen die Rückstoßprotonen
direkt gezählt werden. Die Lichtausbeute sollte mögliehst hoch sein (78 bis 80% Anthrazen), um eine
niedrige Ansprechschwelle zu gewährleisten. Geeignete Substanzen sind kommerziell erhältlich (z.B. NE213
oder NE 224) oder können auch im eigenen Laboratorium zusammengestellt werden. Für die Nachweis-Wahrscheinlichkeit
kann die Tatsache ausgenutzt werden, daß pro Spaltprozeß im Mittel mindestens Literatur
[1] F. C. Maienschein, R. W. Peele, W.
Zobel and T. A. Love, Proc. 2nd UN Int.
Conf. PUAE 15, 366 (1958).
[2] F. E. W. Rau, Ann. Phys., Paris 10, 252 (1963).
[3] G. C. Hanna, Proc. IAEA Symp. on Physics
and Chemistry of Fission, Vol. 1, 621 (1965).
[4] D. J. H u g h e s and R. B. S c h w a r t ζ, BNL 325
[4] D. J. H u g h e s and R. B. S c h w a r t ζ, BNL 325
(1958), 2nd edition and supplements.
[5] Nuklidkarte, 2. Auflage (1965).
[6] V. E. Viola and G. T. Sea borg, J. Inorg.
[5] Nuklidkarte, 2. Auflage (1965).
[6] V. E. Viola and G. T. Sea borg, J. Inorg.
Nucl. Chem., 28, 697 (1966).
[7] K. M. Wai η i ο, Thesis, University of Michigan,
1965.
[8] M. G. S t r a u s s, I. S. S h e r m a η, R. B r e η η e r,
[8] M. G. S t r a u s s, I. S. S h e r m a η, R. B r e η η e r,
S. J. Rudnick, R. N. Larsen and H. M.
Mann, Private Mitteilung; Rev. Scient. Instr.
(im Druck).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 586/335
Claims (4)
1. Verfahren zur Bestimmung von spaltbarem kationseinzelheiten angeben müssen. Dieses Kon-Material
in Proben, z. B. in Kernbrennstoffele- 5 trollsystem stellt jedoch einen Eingriff in die Betriebsmenten,
durch Bestrahlung der Probe mit lang- autonomie dar und schließt auch die Möglichkeit
samen Neutronen und Erfassung des sekundären einer Betriebsspionage nicht aus. Es sind Verfahren
Gammaspektrums, dadurch gekenn- bekannt, bei denen nicht nur die Spaltakte selbst oder
zeichnet, daß gleichzeitig die schnellen die massereichen Spaltstücke sich analytisch aus-Spaltneutronen
nachgewiesen werden und die 10 nutzen lassen, sondern auch die bei der Spaltung
aus dem Spaltspektrum herrührenden, mit den erzeugten Neutronen. Die so erzeugten schnellen
schnellen Spaltneutronen koinzidenten Gamma- Neutronen werden zur Prüfung von Kernbrennstoffimpulse
vom Gammaspektrum abgezogen werden. elementen, wie sie im Kern heterogener Reaktoren
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- verwendet werden, herangezogen. Der zu unterzeichnet,
daß die die Kernbrennstoffe enthaltende 15 suchende Teil des Kernbrennstoffelementes wird mit
Probe (1) mit einem monoenergetischen, kolli- einem Strahl thermischer Neutronen bestrahlt. Senkmierten
Neutronenstrahl (Pfeil A) bestrahlt wird. recht zu diesem Strahl befindet sich ein Neutronen-
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch detektor. Damit dieser nicht auf die Reaktorneutronen
gekennzeichnet, daß die annähernd senkrecht zur ansprechen kann, befindet er sich in einer Cadmium-Neutronenstrahlachse
verlaufenden prompten 20 umhüllung, die die von außen kommenden thermi-7-Impulse
gemessen werden, während die schnei- sehen Neutronen abhält. Die schnellen Spaltneulen
Neutronen (ns) in 4.T-Geometrie nachgewiesen tronen, die die bestrahlte Probe aussendet, werden
werden. innerhalb der Cadmiumhülle durch Paraffin moderiert
4. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- und auf diese thermisierten Neutronen spricht der
fahrens nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, 25 Zähler an. Ein anderes Verfahren benutzt an Stelle
dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (1) kugel- der prompten Neutronen die verzögerten Neutronen,
symmetrisch von einem Flüssigkeitsszintillator (4) die erst einige Zeit nach dem Spaltprozeß ausgesandt
umschlossen ist, wobei am Umfang des Szintil- werden.
lators mehrere Photomuliplier (3) angebracht sind, Bei diesem bekannten Verfahren wird nicht die
und daß der Szintillator (4) diametral von einem 30 prompte Gammastrahlung von der Neutronenein-
Kanal (2) für die niederenergetischen, von einer fangreaktion, sondern die Neutronen analytisch aus-
Neutronenquelle, z. B. einem Kernreaktor, aus- genutzt. Das Gammaspektrum wird für analytische
gesandten Neutronen durchzogen ist, wobei senk- Zwecke nur im Zusammenhang mit der Emission
recht und auf die Probe (1) gerichtet ein oder beim natürlichen radioaktiven Zerfall herangezogen,
mehrere den Szintillator (4) ebenfalls durchdrin- 35 nicht aber als aktive Methode, d. h. als von außen
gende Schlitze zum Ausblenden der prompten induzierte Kernreaktion. Nur diese aktive Methode
Gammaimpulse für den bzw. für die Gamma- gewährleistet jedoch eine hinreichende Transparenz
detektoren (5) vorgesehen und die Photomulti- und Betrugssicherheit.
plier (3) zu den Gammadetektoren (5) in Anti- Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Kontrollkoinzidenz
geschaltet sind. 40 system auf Grund eines Verfahrens der eingangs
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeich- genannten Art zu schaffen, das auf einer zerstörungsnet
durch hochauflösende Spektrometer als y-Zäh- freien Analyse des Kernbrennstoffs beruht und an
ler (5), z. B. Lithium-gedriftete Germaniumdetek- einigen strategisch wichtigen Stellen des Materialtoren,
flusses wie z. B. an den Ein- und Ausgängen der
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, da- 45 Fabrikationsanlagen bzw. der Kernreaktoren eindurch
gekennzeichnet, daß der Neutronenkanal (2) gesetzt werden kann.
mit einem langsame Neutronen absorbierenden Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gleich-
Material, z. B. Lithium, ausgekleidet ist. zeitig die schnellen Spaltneutronen nachgewiesen
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch werden und die aus dem Spaltspektrum herrührenden,
gekennzeichnet, daß das Kernbrennstoffelement 50 mit den schnellen Spaltneutronen koinzidenten Gamvon
einem Gammafilter (6), z. B. Blei, umgeben maimpulse vom Gammaspektrum abgezogen werden,
ist, das so bemessen ist, daß alle Gammaquanten Vorteilhafterweise werden die zu analysierenden
unterhalb einer vorgegebenen Energie absorbiert Kernbrennstoffe mit einem monoenergetischen, kolliwerden.
mierten Neutronenstrahl bestrahlt, den man z. B.
55 am einfachsten an einem Prüfreaktor erhält, wobei
man die Bragg-Reflexion an einem Einkristall (z. B.
Blei) ausnutzt.
Der wesentliche, mit der Erfindung erzielbare Vor-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestim- teil besteht darin, daß es mit dem vorgeschlagenen
mung von spaltbarem Material in Proben, z. B. in 60 Verfahren nunmehr möglich ist, diese prompte Gam-Kernbrennstoffelementen,
durch Bestrahlung der Pro- mastrahlung auch für die exakte Analyse von Kernben mit langsamen Neutronen und Erfassung des brennstoffen heranzuziehen. Dies war bisher nicht
sekundären Gammaspektrums sowie eine zur Durch- möglich, da die Spaltquerschnitte z. B. von Uran 235,
führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Plutonium 239 und Plutonium 241 größer sind als
Um den Mißbrauch von Kernbrennstoffen wie 65 die (n, y)-Querschnitte, so daß die Struktur des Gamz.
B. von Uran 235 und Plutonium 239 zu verhin- maspektrums für Uran und Plutonium im wesentdern,
sind diese Stoffe einer strengen Kontrolle unter- liehen durch das Spaltspektrum bestimmt wird. Wähworfen.
Dies bedeutet zur Zeit, daß die Betreiber rend man daher bisher versuchte, die von der Kern-
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19671648901 DE1648901B1 (de) | 1967-08-25 | 1967-08-25 | Vervahren und vorrichtung zur bstimmung von spaltbarem material in proben z.b in kernbrennstoffelementen |
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